高能脈沖 PVD 的基本物理原理是什么？

PVD是在高溫下將靶材蒸發(fā)后沉積到工件表面形成鍍膜的技術。高能脈沖PVD是PVD技術的一種改進形式，它的基本物理原理如下：

一、蒸發(fā)與離化過程

在高能脈沖PVD系統(tǒng)中，首先是蒸發(fā)源材料（即靶材）的蒸發(fā)。通過高能量脈沖電源，使靶材局部瞬間獲得較高的能量。當能量達到一定程度時，靶材原子獲得足夠的動能克服原子間的結合能而逸出靶材表面，形成蒸發(fā)原子。

同時，這些蒸發(fā)原子在高能量的脈沖電場或等離子體環(huán)境中，部分原子會進一步被電離。這是因為高能脈沖能夠提供足夠的能量使原子的外層電子脫離原子核的束縛，產(chǎn)生離子。例如，在采用等離子體輔助的高能脈沖PVD過程中，等離子體中的電子與蒸發(fā)原子碰撞，將能量傳遞給原子，促使原子電離。

二、輸運過程

離化后的粒子（包括離子和中性原子）在電場、磁場或壓力差等驅動力的作用下向工件表面輸運。在高能脈沖PVD中，脈沖電場發(fā)揮了關鍵作用。脈沖電場產(chǎn)生的電場力會加速離子向工件運動，使離子具有較高的能量。而且脈沖電場可以改變離子的運動軌跡，使其能夠更均勻地沉積在工件的復雜形狀表面。

三、沉積過程

當離子和中性原子到達工件表面時，就會發(fā)生沉積。離子由于帶有電荷，在工件表面會與表面原子發(fā)生電荷交換和能量傳遞等過程。它們會在工件表面逐漸堆積形成鍍膜。中性原子則主要依靠物理吸附和擴散等過程附著在工件表面，并且隨著后續(xù)原子的不斷沉積而逐漸形成連續(xù)的薄膜。這個沉積過程與工件表面的溫度、表面狀態(tài)等因素也密切相關。例如，較高的工件表面溫度有助于原子的擴散，使薄膜更加致密和平整。